JP2006130503A - プラズマ溶射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マスキングすることなくワークピースの一部を正確に被覆するための方法と装置を提供する。
【解決手段】ガスタービンの圧縮機ブレードなどのワークピースの一部を、ワークピースのいずれの部分もマスキングすることなく溶射するための方法と装置。装置は、陽極、陰極、それらの陽極と陰極の間に電気アークを発生させるアーク発生器を備えるプラズマ溶射装置である。アークガス・エミッタは、電気アークを介して不活性ガスを噴射する。電気アークは、プラズマガス流を生じさせるためにガスをイオン化するよう作用可能である。粉末材料インジェクタノズルは陽極を通って延在しかつワークピースに移動させるためにプラズマ流中に粉末材料を噴射する。
【選択図】図1
【解決手段】ガスタービンの圧縮機ブレードなどのワークピースの一部を、ワークピースのいずれの部分もマスキングすることなく溶射するための方法と装置。装置は、陽極、陰極、それらの陽極と陰極の間に電気アークを発生させるアーク発生器を備えるプラズマ溶射装置である。アークガス・エミッタは、電気アークを介して不活性ガスを噴射する。電気アークは、プラズマガス流を生じさせるためにガスをイオン化するよう作用可能である。粉末材料インジェクタノズルは陽極を通って延在しかつワークピースに移動させるためにプラズマ流中に粉末材料を噴射する。
【選択図】図1
Description
本発明は、概して、ワークピースを被覆するためのマイクロプラズマ溶射装置などのプラズマ溶射装置、及びそれを用いた方法に関する。
プラズマ溶射法及び装置は周知である。例えば、基体上へコーティング材をプラズマフレーム溶射するための方法と装置があり、ガスを形成するプラズマを、ノズル電極を通過させ、かつ、電流を生じさせるアークをノズル電極とリア電極の間を通過させてプラズマ流を形成することによって、基体上へコーティング材をプラズマフレーム溶射する。この方法は、コーティング材をプラズマ流内へ導入し、そのプラズマ流を、ノズル電極の出口から延在する壁シュラウドを軸方向に通し、さらにプラズマ流のフレームシュラウドを形成することを包含するものである。それにより、このコーティングを基体に適用することができる。
そのような技術が特に有利となる分野の1つは、種々の航空機部材、特にガスタービン・エンジン並びにそれらの構成部材のコーティングに関連する。例えば、圧縮機ブレードのブレード根元は、圧縮機ブレードを圧縮機ホイールなどでシーリングするための寸法公差要求を満たす材料で被覆することができる。これまでに、この点に関し、様々な従来のプラズマ溶射法を用いて、銅−ニッケル合金、アルミニウム−銅合金、及びその他類似組成の材料を含む金属コーティング材が適用されている。通常、コーティングプロセスにおいては、コーティング材料の転写が必要でない及び/又は望ましくないワークピースの領域をマスキングすることが要求される。さらには、ワークピースは、通常、ガスタービン・エンジン製造プラント、あるいは修理店などの専用設備でコーティングされる。従来技術における方法並びに装置においては、コーティング装置が大きくて可搬性でなく、また、溶射パターンの幅が広過ぎてコーティングプロセスを正確に制御できないため、そのような専用設備でワークピースをマスキングしてから被膜を適用する必要があった。そのため、マスキング等を必要とせず、かつ、実際の作動現場において、手動で溶射することを可能にするよう、溶射装置の確度を改善することが望まれている。
本発明の一態様において、ガスタービンの圧縮機ブレードなどのワークピースの少なくとも一部を被覆するためのプラズマ溶射装置が提供される。プラズマ溶射装置は、陽極と陰極、及びその陽極と陰極の間に電気アークを発生させるアーク発生器を備える。電気アークは、ガスをイオン化してプラズマガス流を生成するよう操作可能である。装置は、電気アーク中にガスを噴射するアークガス・エミッタを備える。粉末供給器は、プラズマ装置に粉末を供給する。粉末インジェクタノズルは、コンジットを介して粉末供給器に連結される。粉末インジェクタノズルは陽極を通って延在し、かつプラズマガス流中に粉末材料を噴射するよう作動可能である。
本発明の第二の態様において、ガスタービンの圧縮機ブレードなどのワークピースの一部を被覆するためのプラズマ溶射装置が提供される。プラズマ溶射装置は、陽極と陰極、及びその陽極と陰極の間に電気アークを発生させるアーク発生器を備える。電気アークは、ガスをイオン化してプラズマガス流を生成するよう操作可能である。粉末供給器は、粉末材料をプラズマ装置に供給する。陰極ハウジングから延在し、かつ先端で終了する電極は、長手方向軸の少なくとも一部に沿った実質的に円形の断面形状を備える。先端から陰極ハウジングに向かって延在する、角度を有する面が電極上に形成される。所定の高さを有する実質的に平坦な端部が、先端の前方端を画定する。
本発明の第三の態様において、プラズマガス流中に粉末材料を噴射するための方法が開示される。粉末インジェクタノズルは、プラズマ装置の陽極を介して配置される。粉末材料は、粉末ホッパーから粉末インジェクタノズルまで運ばれる。粉末材料は、ワークピースに適用される前に、プラズマガス流中に噴射される。
本発明のその他の用途は、本発明を実施するのに最良の形態として考慮される以下の説明を、付属の図面とともに検討することによって当業者には明らかとなるであろう。
種々の変更並びに代替構成の余地があるものではあるが、それらの一定の例示的実施態様を図中に示し、以下で詳細に説明する。しかしながら、この説明によって本発明を開示の特定の形態に限定するものではなく、本発明は、特許請求の範囲に定義される本発明の要旨並びに範囲内における全ての変更、代替構成並びに同等物を包含するものであることは理解すべきである。
図1を参照すると、概ね点線で囲まれたプラズマ溶射装置10の一実施態様が図示されている。汎用的な用語において、プラズマ溶射装置10とは、アークガス・エミッタ14と陽極16と陰極18を有するプラズマ・ガン12を備えるものである。電気アーク20は、陽極16と陰極18の間に発生する。プラズマ流21は、アーク20によってアークガスがアークガス・エミッタ14から噴射されると形成される。粉末材料インジェクタ22は、ワークピース24まで粉末材料を運ぶプラズマ流中に粉末材料を分配する。装置及び/又は装置が使用する電力によって生じるプラズマ流21の寸法により、装置がマイクロプラズマ溶射装置かそうでないかが決まる。プラズマ流21が小さく、及び/又は装置が使用する電力が低い場合、装置はマイクロプラズマ溶射装置とみなされる。図1は、マイクロプラズマ溶射装置を示している。
例えば、粉末材料は、ワークピース24上の所望の箇所に、おおよそ0.0015〜0.006インチ(おおよそ0.0381〜0.1524mm)厚の固体被膜を形成することができる。コーティング材は、実際上、金属、非金属又は金属間(intermetallic)(化合物)粉末のいずれかであってよく、上述の材料及びセラミックベース材料を含む。
動作において、電気アーク20は、プラズマ・ガン12の陽極16と陰極18の間で発生する。それらに限定されるものではないが、アルゴンなどのアークガスが、陽極16と陰極18の間に発生した電気アーク中に放射される。実用におけるアークガスは、電気アークの発生前に放射可能であることは理解すべきである。電気アークは、ガスをイオン化して、プラズマガス流21を生じる。イオン化プロセスによりアークガスから電子が取り除かれ、それにより、ガスは一時的に不安定になる。アークガスは、再び安定化する際に、おおよそ20,000°F〜30,000°F(約11,366.5K〜16,922K)に昇温する。プラズマ流は、電気アーク通過後、急速に冷却する。
本発明を実用化するのに、多数の異なる実施態様並びに構造的な変更を構成し得るが、以下の説明は1つの可能な実施態様を説明するものである。図2を参照すると、本発明のプラズマ溶射装置の分解組立図が、符号10で示されている。以下で詳述するように、プラズマ溶射装置10は、それらに限定されるものではないが、少なくとも、ガスタービン・エンジン(図示せず)の圧縮機ブレード72の少なくとも一部を含むワークピースを被覆するのに使用可能である。しかしながら、本明細書による教示が、航空機、陸上用乗り物、兵器、海上船などの面を含む無数のその他の面を被覆するのに使用できることは、理解すべきである。
図示する実施態様において、プラズマ溶射装置10は、前述の、陽極16と陰極18を有するプラズマ・ガン12を備える。陰極18は、電極28を備え、そこから延在する絶縁体26をさらに備えるよう示されている。陰極18は又、マイクロプラズマ・ガン12とねじによって係合させるためのねじ山30を備えることができる。陰極18は又、陰極18とマイクロプラズマ・ガン12の間の境界面に生じる漏れ路を密封するために、Oリングシール32を備えることができる。
粉末材料インジェクタ22は、粉末材料34をプラズマガス流21中に噴射する。粉末材料34はプラズマガス流内で加熱されて流動化され、圧縮機ブレード72(図4参照)上に堆積され、そこで冷却して再固化して被膜を形成する。粉末材料インジェクタ22は、粉末材料34を保持してプラズマ流21中にそれを供給するための粉末ホッパー36を備える。ホッパー36は、可撓性を有するホースなどのコンジット38を介してプラズマ・ガン12に連結することができる。コンジット38は、ねじ適合部39によって粉末インジェクタノズル40に連結することができる。粉末インジェクタノズル40は、陽極16内に形成されたアパーチャ42を通って延在させることができる。粉末インジェクタノズル40は、ねじ山43によって陽極16にねじで連結させることができる。
従来の陽極は、通常、銅−タングステン合金から形成されるため、プラズマ溶射装置10でおおよそ10分から20分という非常に限定された耐用寿命を有するものである。銅及びその他の類似金属は、陽極の作動温度よりも低い融点を有する。そのため、これら金属の場合、陽極の上端部が溶融して空洞化したり腐食したりする現象を引き起こす可能性がある。高品質の被膜を形成するためには、陽極の端部を比較的尖鋭(シャープ)な状態に維持しなくてはならない。これを達成するべく、より堅牢な陽極を製造するための、工業製品として純粋な焼結タングステン材料が開発された。焼結タングステン材料から作製された陽極を用いた試験の結果は、耐腐食性において、従来の陽極を超える改善を示している。工業製品として純粋なタングステンを陽極16に使用することにより、陽極16の耐用寿命は、おおよそ10時間から20時間使用可能なほど改善された。
プラズマ・ガン12の前方壁48上に設けられたノズル・シュラウド46は、ノズル・インサート50を保持し、かつ、電極28を、ノズル・シュラウド46内に形成された中央アパーチャ52を介して延在させる。ノズル・インサート50は、ノズル・シュラウド46の一端に、ねじで取り付けることができる。シールドガス・キャップ54が、ノズル・シュラウド46の上に設けられる。シールドガス・キャップ54をノズル・シュラウド46から電気的に絶縁するために、絶縁体56を、シールドガス・キャップ54とノズル・シュラウド46の間に配置する。シールドガス・キャップ54は、絶縁体56の上からノズル・シュラウド46上に押しつけて適合させることができる。シールドガス・キャップ54は、シールドガスを流通させてアークガスを雰囲気から遮断するための複数の貫通孔58を備える。シールドガス・キャップ54中に形成された中央アパーチャ60により、アークガスが電気アーク中を高速で通過することが可能となる。
プラズマ・ガン12を冷却するには、水などの冷却流体を使用する。冷却流体は、冷却流体ホース62を介してプラズマ・ガン12へ送られる。冷却流体は、プラズマ・ガン12内の内部通路(図示せず)を通って横断し、インレット通路64内を通って、陽極保持器66内へと流れ、アウトレット通路68を通って戻る。冷却流体により、プラズマ・ガン12の作動中に、陽極16の温度が低下する。冷却流体の流速は、1分当たりおおよそ1.0〜1.5ガロン(約0.003785m3/分〜0.0056775m3/分)であってよい。第2のコンジット70を、プラズマ・ガン12に連結することができる。第2のコンジットは、電力、アークガス、並びにシールドガスをプラズマ・ガン12に供給するよう操作可能である。
図3を参照すると、陰極18の電極28が拡大して示されている。電極28は、例えば、おおよそ1/16インチ(おおよそ1.5875mm)の径を有する円形の断面形状を有することができるが、他の寸法も可能である。電極28は、例えば、実質的に平坦な上方面67を形成するよう、角度Aで機械加工することによって得られる先細り状の先端部65を備えることができる。角度Aは0〜90度の範囲とすることができるが、一実施態様では、角度Aはおおよそ8〜10度の範囲内である。次いで、先端部65の端部を所望の高さBまで平坦に機械加工することができる。一実施態様では、高さBは、0.008〜0.010インチ(約0.2032〜0.254mm)の範囲であってよい。様々な寸法の電極に対して、高さBは、電極の径又は幅の寸法のおおよそ10%〜20%と定義することができる。電極は、銅合金などの導電性材料のいずれからも形成することができるが、トリウムタングステンから形成されるものが好ましいことがわかった。
図4を参照すると、ブレード根元74などの圧縮機ブレード72の局部的領域が、粉末材料34で溶射可能であることが示されている。プラズマガス流21は、被覆される圧縮機ブレード72の部分に向かって方向付けられる。プラズマ・ガン12は、おおよそ0.5kWから2.5kWという比較的低い電力範囲で作動する。プラズマ・ガン12の低い電力出力により、圧縮機ブレード72内の熱流量を、従来の被覆法と比較して著しく減少させることができる。被覆工程による圧縮機ブレード72の最大表面温度は、おおよそ200°F(約366.483K)である。低い電力出力とそれによるブレード72への低い温度によって、高温勾配に起因する局部的な応力が制限されるため、プラズマ・ガン12は、圧縮機ブレード72を変形させることなく、粉末材料34を圧縮機ブレード72の薄肉領域に適用するのに使用可能である。
プラズマ・ガン12は、例えば、おおよそ2mm幅の細いストライプ状でコーティング材を適用することができる。これにより、手持ち式の装置の場合でさえ、正確に面を被覆することが可能となる。細いストライプ状の被覆により、圧縮機ブレード72の被覆不要な領域をマスキングしたりその他の方法でカバーしたりする必要性が実質的に除かれる。細い溶射パターンは、ノズルの開口径により制御される。手持ち式のプラズマ・ガン12は、非常に確度が高いため、被覆される部材をエンジンなどに実装したままの状態でそれら部材にコーティング材を溶射することができる。
プラズマ溶射装置10のアークガスの流速は、おおよそ1.5〜3リットル/分であってよいが、その他の速度ももちろん可能である。上述のように、アークガス及びシールドガスは、通常、アルゴンであるが、当業者に周知のように、適切な不活性ガスであればいずれも使用可能である。シールドガスの流速は、通常の用途であれば、おおよそ2〜4リットル/分であってよい。
粉末ホッパー36は、粉末インジェクタ22によってプラズマガス流21中に噴射される前の粉末材料34を保持する。粉末材料34は、約1〜30g/分でワークピースへ移動する。プラズマ・ガン12は、通常、約1.5〜6.5インチ(約0.0381〜0.1651m)の距離からワークピースにコーティング材を適用するが、この距離は被覆用途要求に依存して変化する。プラズマ・ガン12は、加圧式粉末供給装置が、プラズマ流21中に粉末材料34を混入させて運ぶためのキャリアガスを用いるため、ワークピースに対する配向角度に制限がない。
不活性ガスなどの圧縮キャリアガスは、粉末材料インジェクタ22を介して流れる。粉末材料34は、当業者に周知のように、キャリアガスに混入させることができる。キャリアガスは、いずれかの配向角度で粉末材料インジェクタ22を介して流れるため、粉末材料34をプラズマ流21へ運ぶのに重力に頼る必要がない。プラズマ流21は、粉末材料インジェクタ22に対してベンチュリ効果を与える。粉末材料インジェクタ22を横断する高速のプラズマ流21により、粉末材料インジェクタ22を通るキャリアガスと粉末材料34の流速を増大させる低圧領域が生じる。
プラズマ・ガン12は、低い電力出力により、40デシベル〜70デシベルという比較的低い騒音レベルを発生するため、装置10を手持ち式用途に適したものとすることができる。現在の米国政府の基準では、環境騒音が85デシベルに達した場合、聴覚保護(対策)が要求される。プラズマ溶射装置10は、手持ち式、あるいはコンピュータ制御の自動固定装置(図示せず)で保持することができる。
一実施態様において、残量の電流は陽極16から粉末材料インジェクタ22へ伝達される。この残留電流は、粉末材料34を予熱してプラズマ流21に混入される前に粉末材料34を軟化するのを促進させる。
図5を参照すると、プラズマ溶射装置10とプラズマ溶射工程を概して説明するブロック図が示されている。まず、ブロック80において、ノズル・インサート50からアークガスが放出される。プラズマ・ガン12の陽極16と陰極18の間に電位が発生し、次いで、ブロック82で説明するようにアークガスを介して方向付けられる。アークガスは、電位によってプラズマ流21を生じるよう誘導される。ブロック84において、プラズマ流21中に粉末材料34が噴射される。ブロック86では、粉末材料34がワークピースに適用された際に展性を有するよう、プラズマ流により粉末材料34が「流動化」状態まで加熱される。ブロック88では、粉末材料34が、マスキングされていない基体に適用される。粉末材料34は次いで冷却されて、基体上に硬質の被膜として固化する。
前述はある特定の実施態様を詳細に説明するものであるが、本発明の法的範囲は、特許請求の範囲の記載によって定義されるものであることは理解すべきである。本発明の可能性のある実施態様を全て説明することは不可能とまではいかないが実現的ではないため、詳細な説明は単なる例示と解釈すべきであり、本発明の可能な全ての実施態様を説明するものではない。現在の技術、あるいは本出願後に開発され得る技術のいずれかを用いることにより、無数の代替の実施態様が実行可能であり、それらはいずれも本発明を定義する特許請求項の範囲内である。
10…マイクロプラズマ溶射装置
12…マイクロプラズマ・ガン
14…アークガス・エミッタ
16…陽極
18…陰極
21…プラズマガス流
22…粉末材料インジェクタ
24…ワークピース
12…マイクロプラズマ・ガン
14…アークガス・エミッタ
16…陽極
18…陰極
21…プラズマガス流
22…粉末材料インジェクタ
24…ワークピース
Claims (56)
- 陽極、陰極、及びそれら陽極と陰極の間に電気アークを発生させるアーク発生器と、
プラズマガス流を生じさせるためにガスをイオン化するよう作用可能な電気アーク中にアークガスを放射するためのノズルと、
粉末材料をプラズマガス流中に供給するための、陽極を介して延在する供給器、
を含んでなることを特徴とする、ワークピースを被覆するためのプラズマ溶射装置。 - 前記プラズマ溶射装置が、マイクロプラズマ溶射装置であることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記供給器が、粉末材料を粉末材料インジェクタノズルによって混入させるためのキャリアガスを用いることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記粉末材料がプラズマガス流中に噴射される前に、粉末材料を保持するための粉末ホッパーをさらに備えることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記粉末ホッパーと供給器が、1つの装置内で連結されることを特徴とする、請求項4記載のプラズマ溶射装置。
- 前記陰極が、陰極ハウジング内から延在する第1の端部と、先端で終端する第2の端部を有し、かつ、電流を伝導するよう作用可能な電極を備えることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記電極が、実質的に、少なくとも長手方向軸の一部に沿った円形断面を有することを特徴とする、請求項6記載のプラズマ溶射装置。
- 前記電極が、前記先端から陰極ハウジングに向かって延在する所望の角度を有する表面で形成されることを特徴とする、請求項6記載のプラズマ溶射装置。
- 前記角度がおおよそ10度であることを特徴とする、請求項8記載のプラズマ溶射装置。
- 前記先端が実質的に平坦な前方端を有することを特徴とする、請求項6記載のプラズマ溶射装置。
- 前記先端の平坦な前方端が、所望の高さで形成されることを特徴とする、請求項10記載のプラズマ溶射装置。
- 前記前方端の高さが、前記電極の幅の寸法のおおよそ10%から20%であることを特徴とする、請求項11記載のプラズマ溶射装置。
- 被覆工程によって生じる前記ワークピースの最高表面温度が、おおよそ200°Fであることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマ溶射装置が、前記ワークピースに対しておおよそ2mmの幅で被覆材を適用することを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記陽極が焼結タングステン材料から形成されることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 噴射されたシールドガスを通過させるシールドガス・キャップをさらに備えることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記粉末材料が金属合金であることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記粉末材料がセラミックベース被覆材であることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマ溶射装置を冷却するための冷却システムをさらに備えることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマ溶射装置が、いずれの配向角度においてもワークピースを溶射するよう作動可能であることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマ溶射装置が、おおよそ40から70デシベルの騒音レベルを生じることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記陰極の一部を取り囲む陰極シュラウドをさらに備えることを特徴とする、請求項1記載のプラズマ溶射装置。
- 前記アークガスノズルが、前記陰極シュラウド内に形成された受容アパーチャ内に設けられることを特徴とする、請求項22記載のプラズマ溶射装置。
- 前記陰極シュラウドを実質的に包含し、前記アークガスと雰囲気の間の障壁としてのシールドガスを提供するよう作用可能なシールドガス・キャップをさらに備えることを特徴とする、請求項22記載のプラズマ溶射装置。
- 前記シールドガス・キャップと前記陰極シュラウドの間に配置されるシールドキャップ絶縁体をさらに備えることを特徴とする、請求項24記載のプラズマ溶射装置。
- 陽極、陰極、及びそれら陽極と陰極の間に電気アークを発生させるアーク発生器と、
プラズマガス流を生じさせるためにガスをイオン化するよう作用可能な電気アーク中にアークガスを放射するためのノズルと、
粉末材料をプラズマガス流中に供給するための、陽極を介して延在する供給器、
を含み、陰極が、その先端における所定の高さを有する実質的に平坦な端部を備える、その先端において先細り端部を有する電極を具備することを特徴とする、ワークピースを被覆するためのプラズマ溶射装置。 - 前記プラズマ溶射装置が、マイクロプラズマ溶射装置であることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記供給器が、粉末材料を前記陽極によって混入させるためのキャリアガスを用いることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記粉末材料がプラズマガス流中に噴射される前に、粉末材料を保持するための粉末ホッパーをさらに備えることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記粉末ホッパーと供給器が、1つの装置内で連結されることを特徴とする、請求項29記載のプラズマ溶射装置。
- 前記先細り端部の表面の角度がおおよそ8度から10度であることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記前方端の高さが、前記電極の幅の寸法のおおよそ10%から20%であることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記供給器に連結され、前記陽極を通って延在し、かつ前記プラズマガス流中に粉末材料を噴射する粉末材料インジェクタノズルをさらに備えることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマ溶射装置が、おおよそ0.5kWから2.5kWの電力範囲で作動することを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 被覆工程によって生じる前記ワークピースの最高表面温度が、おおよそ200°Fであることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマ溶射装置が、前記ワークピースに対しておおよそ2mmの幅で被覆材を適用することを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 噴射されたシールドガスを通過させるシールドガス・キャップをさらに備えることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記粉末材料が金属合金であることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記粉末材料がセラミックベース被覆材であることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマ溶射装置を冷却するための冷却システムをさらに備えることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマ溶射装置が、いずれの配向角度においてもワークピースを溶射するよう作動可能であることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマ溶射装置が、おおよそ40から70デシベルの騒音レベルを生じることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記陰極の一部を取り囲む陰極シュラウドをさらに備えることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- 前記アークガスノズルが、前記陰極シュラウド内に形成された受容アパーチャ内に設けられることを特徴とする、請求項43記載のプラズマ溶射装置。
- 前記陰極シュラウドを実質的に包含し、前記アークガスと雰囲気の間の障壁としてのシールドガスを提供するよう作用可能なシールドガス・キャップをさらに備えることを特徴とする、請求項43記載のプラズマ溶射装置。
- 前記シールドガス・キャップと前記陰極シュラウドの間に配置されるシールドキャップ絶縁体をさらに備えることを特徴とする、請求項45記載のプラズマ溶射装置。
- 前記陽極が工業的に純粋なタングステン材料から形成されることを特徴とする、請求項26記載のプラズマ溶射装置。
- プラズマ溶射装置の陽極を通る粉末材料インジェクタノズルを配置することと、
粉末材料を、粉末ホッパーから粉末材料インジェクタノズルへ運ぶことと、
プラズマガス流中に粉末材料を噴射すること、
を含んでなることを特徴とする、プラズマガス流中に粉末材料を噴射する方法。 - 前記プラズマ溶射装置が、マイクロプラズマ溶射装置であることを特徴とする、請求項48記載の方法。
- 粉末供給器からインジェクタノズルを通って流れるキャリアガスで粉末材料を混入させることをさらに含むことを特徴とする、請求項48記載の方法。
- 前記陽極を通る電流で、前記粉末材料インジェクタノズル内の粉末材料を予備加熱することをさらに含むことを特徴とする、請求項48記載の方法。
- 陽極、陰極、及びそれら陽極と陰極の間に電気アークを発生させるアーク発生器と、
プラズマガス流を生じさせるためにガスをイオン化するよう作用可能な電気アーク中にアークガスを放射するためのノズルと、
粉末材料をプラズマガス流中に供給するための、陽極を介して延在する供給器、
を含み、前記供給器は、前記プラズマガス流の方向以外の方向からプラズマガス流へ粉末材料を供給することを特徴とする、プラズマ溶射装置。 - 前記プラズマ溶射装置がマイクロプラズマ溶射装置であることを特徴とする、請求項52記載のプラズマ溶射装置。
- 前記方向が、前記プラズマガス流の下方側からであることを特徴とする、請求項52記載のプラズマ溶射装置。
- 工業的に純粋なタングステン材料から形成される陽極と、
陽極に作動可能に連結される陰極と、
陽極と陰極の間に電気アークを発生させるためのアーク発生器と、
プラズマガス流を生じるようガスをイオン化する電気アーク中に、アークガスを放射するためのノズルと、
プラズマ流へ粉末材料を供給するための供給器、
を含んでなることを特徴とする、プラズマ溶射装置。 - 前記プラズマ溶射装置がマイクロプラズマ溶射装置であることを特徴とする、請求項55記載のプラズマ溶射装置。
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